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摘要:文章首先介紹了普通車床實(shí)訓(xùn)是數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)的基礎(chǔ)、接著闡述了中職學(xué)校數(shù)控車床理實(shí)一體化教學(xué)的流程,最后針對(duì)如何提高數(shù)控車床操作工考試通過率,給出了切實(shí)可行的解決辦法。
關(guān)鍵詞:數(shù)控車床 理實(shí)一體化 中職
2005年國務(wù)院《關(guān)于大力發(fā)展職業(yè)教育的決定》明確提出,大力發(fā)展職業(yè)教育,加快人力資源開發(fā),是落實(shí)科教興國和人才強(qiáng)國戰(zhàn)略。國家的科技興國戰(zhàn)略使得數(shù)控加工行業(yè)快速發(fā)展,從事數(shù)控加工的工人相對(duì)缺乏。迫切要求職業(yè)學(xué)校培養(yǎng)出大量的在一線從事數(shù)控加工的技術(shù)工人。作為中職學(xué)生,學(xué)習(xí)數(shù)控車工技術(shù)的目的是使學(xué)生能掌握數(shù)控基本原理、各大模塊的功能、數(shù)控車床的編程知識(shí),熟悉相關(guān)的仿真a軟件和自動(dòng)編程軟件,并通過實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí),提高學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和吃苦耐勞的精神,達(dá)到知識(shí)、技能、素質(zhì)的全面發(fā)展。
1、普通車床實(shí)訓(xùn)是數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)的基礎(chǔ)
對(duì)于零基礎(chǔ)的學(xué)生來說,普通車床實(shí)訓(xùn)是學(xué)習(xí)車工的第一步。普通車床實(shí)訓(xùn)是以后進(jìn)行數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)的基礎(chǔ)。我們可以把學(xué)習(xí)普通車床的操作技能比作學(xué)走路,把數(shù)控機(jī)床的學(xué)習(xí)比作學(xué)跑步,只有走好了才能跑起來。
現(xiàn)在學(xué)校中的數(shù)控專業(yè),大都是在原有的車工專業(yè)的基礎(chǔ)上,又購置了數(shù)控車床和數(shù)控銑床、加工中心而形成的。數(shù)控車床的價(jià)格相比于普通車床要貴許多。大多數(shù)學(xué)校數(shù)控車床的數(shù)量相比于普通車床也是要少很多的。綜合上述原因,學(xué)校在安排數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)之前,都要安排一定課時(shí)的普通車床實(shí)訓(xùn)。這樣可以使學(xué)生在初學(xué)階段利用普通車床學(xué)習(xí)基本操作技能,為以后學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床打下基礎(chǔ),利用普通機(jī)床進(jìn)行基本操作技能訓(xùn)練在目前是不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)。現(xiàn)代制造技術(shù)是在傳統(tǒng)的技術(shù)上發(fā)展起來的,自動(dòng)化的數(shù)控機(jī)床離不開傳統(tǒng)的車、銑、刨、磨的加工技術(shù),一個(gè)數(shù)控工作人員,如果不懂得刀具角度,切削用量和制造工藝,就不能成為一個(gè)合格的數(shù)控人員。我們培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)需要的數(shù)控加工人才就是先要從最基本的知識(shí)抓起,要使學(xué)生學(xué)習(xí)好掌握好基本功,要使學(xué)生牢固掌握普通車床的基本知識(shí),了解普通車床的基本性能和基本構(gòu)造,熟練掌握普通車床的正確操作:車外圓、車端面、切斷和車槽、鉆中心孔、車孔、鏜孔、車螺紋、車圓錐面、車成形面、滾花等等。這些基本技能、技巧在現(xiàn)階段,我們不可能在數(shù)控機(jī)床上安排大量時(shí)間進(jìn)行練習(xí)。反過來,我們可以利用普通車床臺(tái)數(shù)比較多這樣的條件,進(jìn)行這些基本技能操作訓(xùn)練?;静僮骷寄軐W(xué)的好與不好,直接影響到以后在數(shù)控機(jī)床實(shí)訓(xùn)的效果。在這個(gè)過程中,普通車床實(shí)訓(xùn)起到了一個(gè)承上啟下的作用。
2、中職學(xué)校數(shù)控車床理實(shí)一體化教學(xué)的流程
學(xué)生學(xué)完普通車床以后,開始進(jìn)入數(shù)控車床的學(xué)習(xí)?,F(xiàn)在技工院校使用最普遍的是沈陽機(jī)床廠生產(chǎn)的FANUC系統(tǒng)的機(jī)床。因?yàn)樯婕暗街?、高?jí)工的考試,所以在學(xué)習(xí)數(shù)控實(shí)踐操作的時(shí)候,還要兼顧到中、高級(jí)工理論的學(xué)習(xí)。綜合以上考慮,教學(xué)安排如下:
(1)了解數(shù)控機(jī)床的總成、面板(主要包括CRT顯示器、系統(tǒng)操作區(qū)域、機(jī)床操作區(qū)域),并掌握操作面板按鈕的功能。
(2)認(rèn)識(shí)數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系(x軸、z軸)。
(3)三個(gè)基本操作:回零操作、MDI操作(轉(zhuǎn)速及換刀)、手作。
(4)對(duì)刀操作、對(duì)刀的目的。
(5)掌握基本的編程方法、G指令、M指令,及簡單的編程過程。
(6)G71切削循環(huán)指令。
(7)外螺紋、鏜孔、內(nèi)螺紋的編程。
(8)中、高級(jí)工理論、實(shí)踐的模擬練習(xí)。
3、提高學(xué)生數(shù)控車床操作工的考試通過率
數(shù)控車床中、高技工的鑒定考試都包括理論和實(shí)踐操作兩個(gè)部分。只有理論和實(shí)踐操作都通過,才可以取得相應(yīng)的數(shù)控車床操作工的等級(jí)證書。針對(duì)學(xué)校數(shù)控車床中、高級(jí)工考試通過率不高,提出以下幾點(diǎn)建議:
(1)理論知識(shí)
現(xiàn)在數(shù)控車床中、高級(jí)工的理論主要涉及機(jī)械制圖、機(jī)械基礎(chǔ)、公差配合與技術(shù)測(cè)量、金屬材料與熱處理、車工工藝、數(shù)控技工工藝、機(jī)械制造工藝、電力拖動(dòng)、數(shù)控機(jī)床編程與操作、職業(yè)道德、企業(yè)管理等科目。知識(shí)比較復(fù)雜,除了多讀、多看、多練之外,還要學(xué)會(huì)總結(jié)。比如G71、G72、G73、G90、G92、M21、M22、M23等指令很容易混淆,要對(duì)比記憶。
(2)實(shí)踐操作
數(shù)控車床的實(shí)踐操作技能是衡量數(shù)控車床操作工水平的重要指標(biāo),也是數(shù)控車床操作工鑒定的關(guān)鍵環(huán)節(jié)??荚囍埃欢ㄒJ(rèn)真閱讀零件圖紙,注意公差、表面粗糙度、同軸度的要求等,然后再編程。同時(shí),要注意心態(tài),一定要沉著冷靜。例如,在考試中,某一個(gè)尺寸誤差做大了,頭腦一定要冷靜。要相信:只要?jiǎng)e的尺寸做對(duì)了一樣可以順利通過。要及時(shí)調(diào)整情緒,在思想上要有個(gè)充分的應(yīng)試心理準(zhǔn)備,要相信自己有足夠的能力通過鑒定考試。
(3)考試技巧
在數(shù)控車床中、高級(jí)工考試中,理論上要本著先易后難、先主后次的做題原則,不要輕易放棄每一道題,必要時(shí)使用排除法、驗(yàn)證法等技巧。實(shí)踐操作考試中,裝夾工件一定要裝夾牢固,工件跳動(dòng)量越小越好。在編寫程序時(shí),要先寫工藝,然后按照工藝流程的順序來編程及工件的加工操作。在實(shí)踐操作考試完畢以后,要進(jìn)行機(jī)床的清理和保養(yǎng)。
隨著社會(huì)的發(fā)展,對(duì)數(shù)控機(jī)床操作工、編程人員的要求也越來越高,同時(shí)對(duì)數(shù)控專業(yè)人才的培養(yǎng)提出了更高的要求。本文從數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)與普通車床實(shí)訓(xùn)的關(guān)系、中職學(xué)校數(shù)控車床理實(shí)一體化的教學(xué)流程、如何提高數(shù)控車床操作工的考試通過率三個(gè)方面提出了一些自己的建議。
參考文獻(xiàn):
[1]關(guān)熊飛.數(shù)控加工工藝與編程.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2011.
【關(guān)鍵詞】 信息化 數(shù)控加工 教學(xué)實(shí)施
1 概述
《零件的數(shù)控加工》是數(shù)控技術(shù)專業(yè)的核心課程之一,具有很強(qiáng)的實(shí)踐性、職業(yè)性和實(shí)用性。課程前期學(xué)生已學(xué)習(xí)機(jī)械制圖與CAD、機(jī)械加工工藝編制、鉗工實(shí)訓(xùn)、普通車床銑床實(shí)訓(xùn),后期還將學(xué)習(xí)復(fù)雜零件數(shù)控編程、機(jī)械加工質(zhì)量控制及數(shù)控實(shí)訓(xùn)課程。課程的核心工作崗位:數(shù)控編程員、數(shù)控機(jī)床操作工、數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)施人員。
課程教學(xué)主要內(nèi)容:(1)學(xué)會(huì)正確設(shè)計(jì)零件的數(shù)控加工工藝;(2)學(xué)會(huì)數(shù)控機(jī)床加工的編程指令與零件加工程序編制;(3)學(xué)會(huì)各種數(shù)控機(jī)床的操作方法與程序輸入加工出合格零件。
課程教學(xué)內(nèi)容的選取依托崗位職業(yè)要求,注重崗位化能力培養(yǎng),選取實(shí)際典型加工案例,依據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律進(jìn)行了教學(xué)化改造。按照有簡到難,由單一到綜合的順序設(shè)計(jì)典型工作項(xiàng)目,以工作任務(wù)承載教學(xué)內(nèi)容。課程設(shè)置4個(gè)典型工作項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生數(shù)控加工能力。
2 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)信息化教學(xué)組織
教學(xué)組織以工作項(xiàng)目4-綜合軸類零件加工的子任務(wù)-帶內(nèi)孔軸類零件(圖1)的加工為例。[1][2][3][4][5]
2.1 本次教學(xué)目標(biāo)分為知識(shí)目標(biāo)、技能目標(biāo)和職業(yè)素質(zhì)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)包括:(1)掌握簡單固定循環(huán)指令的格式;(2)熟練運(yùn)用G70、G71、G72編寫零件的加工程序;(3)掌握數(shù)控車床的對(duì)刀方法。
技能目標(biāo)包括:(1)了解數(shù)控機(jī)床的工作流程;(2)會(huì)階梯軸零件的數(shù)控工藝分析、程序編制、刀具的選用。(3)會(huì)數(shù)控車床的操作。
通用能力和職業(yè)素質(zhì)目標(biāo)包括:(1)培養(yǎng)學(xué)生信息處理能力;(2)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力;(3)培養(yǎng)學(xué)生安全意識(shí)、質(zhì)量意識(shí)、環(huán)保意識(shí);(4)培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)道德等關(guān)鍵能力。
2.2 教學(xué)方法
教學(xué)以核心職業(yè)能力培養(yǎng)為主線。以學(xué)生為主體,實(shí)施基于工作過程的“教、學(xué)、做”一體化和“任務(wù)驅(qū)動(dòng),項(xiàng)目導(dǎo)向”的教學(xué)模式。加工任務(wù)的實(shí)施按照數(shù)控加工工作流程,運(yùn)用六步法組織教學(xué)。數(shù)控加工的工作流程通常為:分析加工零件圖紙;制定數(shù)控加工工藝方案;編制數(shù)控加工程序;輸入程序操作加工;合格零件的加工完成。與數(shù)控加工過程相對(duì)應(yīng),設(shè)計(jì)教學(xué)流程為資訊、計(jì)劃、決策、實(shí)施、檢查,最后進(jìn)行學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)。
本次課程教學(xué)的重點(diǎn)是:(1)G70、G71、G72固定循環(huán)指令的格式;(2)運(yùn)用G71等固定循環(huán)指令的程序編寫;(3)數(shù)控模擬系統(tǒng)的操作方法;(4)數(shù)控車床的對(duì)刀方法。
教學(xué)難點(diǎn)是:(1)G70、G71、G72固定循環(huán)指令的程序編寫;(2)數(shù)控車床的對(duì)刀方法;(3)走刀路徑規(guī)劃。
重點(diǎn)難點(diǎn)的解決方法:(1)充分利用采用網(wǎng)絡(luò)教室、虛擬仿真軟件、視頻、動(dòng)畫等信息技術(shù)教學(xué);(2)加強(qiáng)教學(xué)中的輔導(dǎo)和答疑;(3)按照崗位要求,學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作。組內(nèi)討論、組間互學(xué),取長補(bǔ)短。(4)精心設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié),評(píng)價(jià)總結(jié)工作過程和成果,提高綜合能力;(5)充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源,鞏固難點(diǎn)和重點(diǎn);(6)利用數(shù)控實(shí)訓(xùn)進(jìn)行實(shí)作與論證,加深理解。
2.3 教學(xué)過程
教學(xué)以學(xué)生為主體,教師輔助,采用六步法組織實(shí)施。
(1)資訊階段:借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件(圖2),運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)化的傳輸方式下發(fā)零件圖紙、加工任務(wù)書(圖3)等資料。學(xué)生根據(jù)下發(fā)的圖紙等資料,查閱分析相關(guān)信息,教師引導(dǎo)學(xué)生收集分析相關(guān)加工資料,達(dá)到該階段的教學(xué)目標(biāo)。
(2)計(jì)劃階段:利用多媒體CAD/CAM信息化實(shí)訓(xùn)室,結(jié)合零件加工實(shí)際,組織學(xué)生分組討論資訊信息,下發(fā)工藝卡(圖4)、工序卡(圖5)、車削加工項(xiàng)目報(bào)告書(圖6)、刀具卡等電子文檔及樣本,合理組織信息化課堂(圖7),引導(dǎo)學(xué)生制定加工工藝及加工操作方案。
(3)決策階段;學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)提交小組的工序卡、工步卡、刀具卡等機(jī)械加工工藝資料(圖8)以及編制的數(shù)控加工程序(圖9),提高學(xué)生的加工分析水平和文字信息處理能力。
(4)實(shí)施階段:
運(yùn)用信息化虛擬加工平臺(tái)-宇龍數(shù)控加工仿真系統(tǒng)(圖10)進(jìn)行零件加工。該仿真系統(tǒng)可進(jìn)行程序的編輯和虛擬加工;幫助學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作加工前的準(zhǔn)備,了解實(shí)際操作加工規(guī)范,學(xué)會(huì)數(shù)控車床對(duì)刀操作,同時(shí)可了解不同數(shù)控設(shè)備及編程要求。
仿真演示數(shù)控加工仿真符合工程實(shí)際,仿真從毛坯的選擇裝夾、刀具量具的選擇、程序的編寫與輸入、數(shù)控機(jī)床的正確操作。如在加工中發(fā)生加工故障,會(huì)有故障信息提示。學(xué)生通過檢查加工程序和操作,分析故障。學(xué)生通過故障的處理,加深理編程知識(shí)和操作技能。
教學(xué)依托網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)訓(xùn)室,虛擬仿真軟件的基礎(chǔ)上,充分利用多媒體技術(shù)解決難點(diǎn)重點(diǎn)知識(shí),幫助學(xué)生學(xué)習(xí)。主要有編程手冊(cè)、圖形圖片資料、G71、G72動(dòng)畫,數(shù)控車床對(duì)刀視頻等。
(5)檢測(cè)階段:以加工零件為依據(jù),運(yùn)用軟件測(cè)量工具進(jìn)行質(zhì)量檢查,填寫質(zhì)量分析報(bào)告(圖11)、機(jī)床操作故障單(圖12),幫助學(xué)生樹立質(zhì)量意識(shí),提高數(shù)控車床設(shè)備操作水平。
(6)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)階段:依據(jù)整個(gè)學(xué)習(xí)過程及加工零件,進(jìn)行成果評(píng)價(jià)、自我評(píng)價(jià)、小組互評(píng)和教師評(píng)價(jià),填寫學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)表(圖13),總結(jié)學(xué)習(xí)過程,進(jìn)行成果展示。為便于知識(shí)的學(xué)習(xí)、鞏固,課后學(xué)生可充分利用學(xué)校的教學(xué)資源平臺(tái)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。教學(xué)平臺(tái)依據(jù)專業(yè)分類,核心課程提高了習(xí)題集、視頻庫、企業(yè)案例集、技術(shù)資源網(wǎng)站(圖14)等資源。
2.4 教學(xué)效果
經(jīng)過幾輪的教學(xué)實(shí)踐,通過一體化教學(xué),學(xué)生主體作用凸顯,操作技能明顯增強(qiáng),職業(yè)素養(yǎng)明顯提高。后續(xù)的數(shù)控實(shí)訓(xùn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),幾次參加北京市的數(shù)控大賽都取得了好成績。
3 結(jié)語
課程教學(xué)環(huán)節(jié)中采用教、學(xué)、做一體化的教學(xué)模式,以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主、教師輔助學(xué)生完成加工任務(wù)。教學(xué)中充分利用信息化教學(xué)資源:一體化的信息教學(xué)實(shí)訓(xùn)室;虛擬仿真加工設(shè)備教學(xué)軟件;課后自主學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)和技術(shù)網(wǎng)站;各種文字手冊(cè)、圖片、動(dòng)畫、視頻資料。信息化技術(shù)在課程中的綜合應(yīng)用,極大的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,取得了優(yōu)異的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn):
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[2]蔣建強(qiáng).數(shù)控加工技術(shù)與實(shí)訓(xùn).北京:電子工業(yè)出版社,2004.
[3]趙燕偉.現(xiàn)代數(shù)控技術(shù).杭州:浙江科學(xué)技術(shù)出版社,2004.
關(guān)鍵詞:子程序調(diào)用 M98、M99指令 簡化編程
中圖分類號(hào):TG519.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-9416(2014)02-0014-01
Abstract:the numerical control lathe in guangzhou M98instructions for subroutine calls,and from the subroutine return instructions M99(end with M99)come in pairs. Through examples on how to use programming subroutineM98,M99.
Key Words:Subroutine call M98,M99instruction Simplify programming
數(shù)控車床的編程方法有自動(dòng)編程和手動(dòng)編程,而手動(dòng)編程用得比較多。手動(dòng)編程時(shí)有很多方法和技巧,其中運(yùn)用子程序來編程就是一種方法。在數(shù)控車床的加工編程中利用子程序編程可以簡化編程、節(jié)約數(shù)控統(tǒng)內(nèi)部資源、提高加工效率、降低生產(chǎn)成本。具有很靈活實(shí)用的特點(diǎn),在實(shí)際的加工生產(chǎn)中具有重要的意義。
1 子程序的定義與作用
在編制加工程序時(shí),如果需要加工的零件有些加工部位完全相同或相似,為了簡化程序,可以把這些重復(fù)的程序段單獨(dú)列出,并按一定的格式編寫成子程序。主程序在執(zhí)行過程中如果需要某一子程序,通過調(diào)用指令來調(diào)用該子程序,子程序執(zhí)行完后又返回到主程序,繼續(xù)執(zhí)行后面的程序段。另外在一次定位裝夾中需要加工多個(gè)相同的零件時(shí),也可以利用子程序來編程實(shí)現(xiàn)循環(huán)加工,以達(dá)到節(jié)省加工時(shí)間和提高加工效率的目的。
廣州數(shù)控車床系統(tǒng)的M98指令用于子程序調(diào)用,通常與從子程序返回指令M99(以M99結(jié)束)成對(duì)出現(xiàn)。
M98指令格式:
M98 P
被調(diào)用的子程序號(hào)(0000~9999)。當(dāng)調(diào)用次數(shù)未輸入時(shí),子程序號(hào)的前導(dǎo)0可省略;當(dāng)輸入調(diào)用次數(shù)時(shí),子程序號(hào)必須為4位數(shù);調(diào)用次數(shù)(1-999),調(diào)用1時(shí),可不輸入。指令功能:當(dāng)前程序段的其它指令執(zhí)行完成后,系統(tǒng)不執(zhí)行下一程序段,而是去執(zhí)行P指定的子程序,子程序最多可執(zhí)行999次。
從子程序返回M99
指令格式:M99 P
返回主程序執(zhí)行的程序段號(hào)(0000~9999),前導(dǎo)0可以省略。
2 利用子程序指令M98、M99編程加工實(shí)例
采用廣州GSK980TB數(shù)控系統(tǒng)車床加工零件(如圖1所示)。該零件的毛坯材料采用φ20的PVC棒料。
2.1 對(duì)該零件進(jìn)行加工工藝分析
由于該零件結(jié)構(gòu)比較簡單,尺寸精度要求不高,所以加工時(shí)只需要兩把車刀,一把外圓車刀,一把切斷刀(刀寬為2mm)。如果采用單件加工的方法編程加工,用于對(duì)刀和裝夾、換刀的輔助加工時(shí)間大大增加,降低生產(chǎn)效率;如果采取夾位不變,一次裝夾就可以加工多個(gè)零件。這樣,我們可以利用子程序指令來編程進(jìn)行加工,既節(jié)省時(shí)間、材料,又提高了加工效率。
2.2 利用子程序指令M98、M99編制該零件的加工程序
O0001(主程序)
M03 S1
GOO X100 Z50
T0101(外圓車刀)
G00 X22 Z2
GO1 X18 F0.2 G99
Z-81
G00 X20
Z0
M98 P80002
G00 X100 Z50
M30
O0002(子程序)
G01 X18 F0.2 G99
G02 W-8 R10
G00 X100 W58
T0202 (切斷刀,刀寬2mm)
G00 X20 W-60
G01 X0 F0.1
X20 F0.2
G00 X100 W50
T0101
G00 X20 W-50
M99
3 子程序在數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)課中的應(yīng)用
學(xué)生在課室上編程課時(shí)總會(huì)覺得枯燥乏味,很難理解和掌握子程序的編制及運(yùn)用。因此我們要充分利用實(shí)訓(xùn)課的時(shí)間讓學(xué)生自己動(dòng)手編程和操作,進(jìn)一步加深了解子程序的作用。由于學(xué)校的設(shè)備有限,在上數(shù)車實(shí)訓(xùn)課時(shí),我們可以把學(xué)生分為兩組。一組學(xué)生用單件加工的方法編程加工(上圖所示的零件);另一組學(xué)生用子程序指令來編程加工(上圖所示的零件)。兩組同一時(shí)間開始,每組加工8件。加工完畢后,通過比較,看看哪一組做得更快、更好。讓學(xué)生們自己作對(duì)比和總結(jié),這樣做不但使他們對(duì)M98、M99指令有更深刻的認(rèn)識(shí)和理解,而且能夠提高他們學(xué)習(xí)數(shù)控編程的興趣,進(jìn)一步提高他們手工編程的能力和動(dòng)手操作的能力。
4 結(jié)語
綜上所述,利用子程序編程加工在實(shí)際應(yīng)用中,執(zhí)行一次加工程序可以加工多個(gè)零件,這樣既節(jié)省了系統(tǒng)資源,又節(jié)省了每個(gè)零件的加工時(shí)間,提高了加工效率。而且在數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)教學(xué)中,通過這樣簡單實(shí)用的例子,讓學(xué)生在“做中學(xué),學(xué)中做”,最大限度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)新意識(shí),把實(shí)際的工作狀態(tài)和課堂教學(xué)融為一體,從而加強(qiáng)了實(shí)訓(xùn)效果,提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。
參考文獻(xiàn)
[1]GSK980TB車床數(shù)控系統(tǒng).使用手冊(cè)(第一版),2006.
關(guān)鍵詞: 數(shù)控技術(shù) 應(yīng)用專業(yè) 實(shí)訓(xùn) 四個(gè)階段
目前,我國制造業(yè)對(duì)既掌握數(shù)控技術(shù)又熟練數(shù)控編程、加工操作的中等職業(yè)畢業(yè)生需求越來越大,由于數(shù)控技術(shù)發(fā)展日新月異,教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)技術(shù)水平總是存在著滯后。教學(xué)經(jīng)費(fèi)投入的不足,限制了實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)設(shè)備及數(shù)控應(yīng)用軟件的投入與更新。為了滿足社會(huì)對(duì)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用型人才的需求,更為滿足我校畢業(yè)生的需要,我們對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整:我校數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)學(xué)制為三年,前兩年在校學(xué)習(xí)理論知識(shí)、到校實(shí)訓(xùn)中心接受實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn),在理論學(xué)習(xí)期間,特開設(shè)了《車工工藝學(xué)》、《數(shù)控加工技術(shù)》、《數(shù)控編程與設(shè)備》、《公差測(cè)量與技術(shù)》、《機(jī)械制圖》等十幾門專業(yè)課和專業(yè)基礎(chǔ)課,使學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)更趨于合理,為實(shí)訓(xùn)作了很好的鋪墊,夯實(shí)了基礎(chǔ)。后一年到企業(yè)頂崗實(shí)習(xí),為更好地向企業(yè)輸送合格的數(shù)控人才,把實(shí)訓(xùn)分四個(gè)階段,以鞏固和深化理論知識(shí),提高和完善操作技能。
第一階段:普車實(shí)訓(xùn)。
這一階段是學(xué)習(xí)數(shù)控車床不能逾越的過程,學(xué)生在普通車床上實(shí)習(xí)、練習(xí)刃磨車刀,熟練操作車床,從加工端面、外圓、內(nèi)孔、切槽開始,逐漸接觸到螺紋各部分的尺寸計(jì)算和加工,特形面的加工,在這一過程中深刻理解刀具幾何角度對(duì)切削加工精度和表面粗糙度的影響,進(jìn)一步認(rèn)識(shí)切削三要素Vc、ap、F在加工中的相互關(guān)系及其對(duì)工件質(zhì)量的影響,掌握車床的調(diào)整方法,掌握切削的有關(guān)計(jì)算、了解常用工具、量具的結(jié)構(gòu),熟悉掌握其使用方法,合理地選擇工件的定位基準(zhǔn),安排加工工藝過程。同時(shí)還須讓學(xué)生知道只有完成這一階段的實(shí)訓(xùn)任務(wù),將來才有可能在數(shù)控車床上所編制的加工程序更為合理和實(shí)用。
第二階段:仿真實(shí)訓(xùn)。
第一階段的實(shí)訓(xùn)后,對(duì)學(xué)生進(jìn)行技能考試,操作達(dá)到要求的學(xué)生到計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)控仿真軟件的練習(xí),同時(shí)也能促進(jìn)未選中的學(xué)生努力練習(xí),激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和競(jìng)爭意識(shí)。首先讓學(xué)生熟悉仿真機(jī)床的操作面板和錄入面板明確每個(gè)按鍵的功能,建立工件坐標(biāo)系的方法,如何選擇刀具幾何角度設(shè)置刀偏及刀補(bǔ),詳細(xì)地講解每個(gè)過程。
在編程車削倒角時(shí),可用兩種方式:(1)把車刀刀位點(diǎn)指定在倒角起點(diǎn)處,再G01車削;(2)把車刀定位在倒角的右邊延長線上,然后G01車削而成。同時(shí)讓學(xué)生比較哪種方式更為簡單和實(shí)用。
在普通螺紋加工中,讓學(xué)生分別使用G92、G76螺紋循環(huán)指令來編程加工螺紋,在實(shí)訓(xùn)中讓學(xué)生了解根據(jù)導(dǎo)程的大小和螺紋的精度高低選擇不同的加工指令更為合適。G92直進(jìn)式切削和G76斜進(jìn)式切削。由于切削刀具進(jìn)刀方式的不同,這兩種加工方法有所區(qū)別,各自的編程方法也不同,造成加工誤差也不同,工件加工后螺紋段的加工精度也有所不同。G92螺紋切削循環(huán)采用直進(jìn)式進(jìn)刀方式進(jìn)行螺紋切削,螺紋中徑誤差較大,但牙形精度較高,一般多用于小螺距高精度螺紋的加工;加工程序較長,在加工中要經(jīng)常測(cè)量。G76螺紋切削循環(huán)采用斜進(jìn)式進(jìn)刀方式進(jìn)行螺紋切削,牙形精度較差,但工藝性比較合理,編程效率較高,一般適用于大螺距低精度螺紋的加工。在螺紋精度要求不高的情況下,此加工方法更為簡捷方便。所以,學(xué)生要掌握各自的加工特點(diǎn)及適用范圍,并根據(jù)工件的加工特點(diǎn)與工件要求的精度正確靈活地選用這些切削循環(huán)指令,然后編制加工程序,并自動(dòng)加工。
第三階段:數(shù)控加工。
在數(shù)控仿真軟件加工出合格工件的同學(xué)先到數(shù)控車床上進(jìn)行編程加工。由于仿真軟件和數(shù)控車床是同一個(gè)界面,學(xué)生短時(shí)間內(nèi)可熟練操縱機(jī)床,但需注意以下幾點(diǎn)。
(1)要根據(jù)工件的材質(zhì),所用刀具的幾何角度來選擇不同的切削參數(shù)。經(jīng)過普車的實(shí)訓(xùn),這將不是難題。
(2)學(xué)生編制的程序要先經(jīng)過圖形模擬加工,程序正確后再進(jìn)行對(duì)刀加工。
(3)在首件加工中合理使用程序暫定M00指令,在精加工前對(duì)工件進(jìn)行測(cè)量,看是否需調(diào)整刀具補(bǔ)償,最后加工出合格的工件。
(4)重點(diǎn)突出典型零件的工藝分析,裝卡方法的選擇、程序編制,調(diào)整加工和檢驗(yàn),如果有缺陷,應(yīng)找出原因并修正。遵循由易到難、由簡單到復(fù)雜、由單項(xiàng)到綜合這一過程,重視在實(shí)踐教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。
對(duì)學(xué)生加工的工件,按小組進(jìn)行互評(píng)。學(xué)生都有好勝心理,會(huì)對(duì)對(duì)方的工件一絲不茍地檢查,不放過任何一個(gè)細(xì)節(jié)。最后教師根據(jù)實(shí)際情況給出綜合性的評(píng)價(jià),或者讓學(xué)生保存自己滿意的作品,激發(fā)學(xué)生的興趣。學(xué)生的學(xué)習(xí)效果非常明顯。
如此,學(xué)生能全面了解數(shù)控加工的全過程,深刻理解加工原理、機(jī)床工作過程、編程方法及制訂工藝的原則,能夠?qū)?shù)控機(jī)床加工中出現(xiàn)的常見故障予以解決,對(duì)將來從來數(shù)控工作上手快,操作規(guī)范,具備解決問題的能力。
第四階段:總結(jié)提高。
老師和同學(xué)共同探討實(shí)訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)及實(shí)踐教學(xué)中遇到的問題。由于實(shí)訓(xùn)內(nèi)容較多,機(jī)床種類全,學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)既要掌握機(jī)床的操作,又要對(duì)復(fù)雜零件進(jìn)行合理的工藝安排和準(zhǔn)確地編程加工,現(xiàn)場(chǎng)講解具有局限性。將工藝分析及基本編程內(nèi)容制成課件,能方便學(xué)生掌握和復(fù)習(xí),多年來的實(shí)踐證明這是行之有效的方法,優(yōu)化實(shí)訓(xùn)的效果。數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程:普車加工―仿真數(shù)控軟件―數(shù)控機(jī)床加工,這幾步走的教學(xué)方案能最大限度地發(fā)揮教學(xué)資源的使用性和經(jīng)濟(jì)性,盡可能避免事故的發(fā)生,縮短機(jī)床的人均占有時(shí)間,提高機(jī)床的利用率和使用壽命,如果能結(jié)合實(shí)際生產(chǎn),其教學(xué)效果將更顯著。
參考文獻(xiàn):
[1]程仲文.數(shù)控實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目研究與改革.蘭州工業(yè)大學(xué),2007.
[2]劉蔡保.數(shù)控機(jī)床編程與操作.化學(xué)工業(yè)出版社,2009.
關(guān)鍵詞:數(shù)控車床 車削加工 編程 工藝
數(shù)控車床編程工作中的工藝處理是一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié),它關(guān)系到所編零件加工程序的正確性及合理性。由于數(shù)控加工是在加工程序的控制下自動(dòng)完成的,所以對(duì)加工程序的正確性及合理性要求非常高,不能有任何差錯(cuò),否則,輕則加工不出合格的零件,重則可能出現(xiàn)不安全事故,正因?yàn)槿绱耍诰帉懗绦蚯?,編程人員必須對(duì)加工工藝過程、工藝路線、刀具選擇、切削用量等進(jìn)行正確合理的確定和選擇。
一般來講,數(shù)控車削加工與普通車削加工的工藝處理雖然大致相同,但又有其自身特點(diǎn)。一般情況下,數(shù)控車削加工的工序內(nèi)容要比普通車削加工內(nèi)容復(fù)雜得多。從編程來看,加工程序的編制要比普通車削加工編制工藝規(guī)程復(fù)雜。因?yàn)樵S多在普通車床上所進(jìn)行的加工是由操作者靈活掌握并隨時(shí)可以調(diào)整,但在數(shù)控車床上則變成了必須在加工前事先安排好的事情,即編制好合理正確的程序,這樣才能保證加工的正確性。數(shù)控車床編程中工藝處理的內(nèi)容,一般包括數(shù)控車削加工的合理性分析、零件的工藝性分析、工藝過程和工藝路線的確定、零件安裝方法的確定、刀具的選擇和切削用量的確定等。
筆者從事數(shù)控車削加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)多年,結(jié)合數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)與體會(huì),根據(jù)數(shù)控車削加工的特點(diǎn),對(duì)其數(shù)控編程的工藝處理中要注意的問題作如下探討。
一、合理確定零件的加工路線
控制零件加工路線,即對(duì)數(shù)控車削加工過程中的刀位點(diǎn)相對(duì)于被加工工件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向進(jìn)行控制。通常在編程時(shí)確定加工路線的原則包括四個(gè)原則。
一是保持精度的原則。能保證零件的尺寸精度和表面粗糙度的技術(shù)要求。
二是提高生產(chǎn)效率的原則。盡量縮短加工路線,減少刀架空行程的時(shí)間,提高加工效率。
三是減少計(jì)算及失誤的原則。盡量使得數(shù)值計(jì)算簡單,程序段數(shù)量最少,以便減少編制及修改程序工作量。
四是安全第一的原則。加工工藝路線以不產(chǎn)生干涉或發(fā)生碰撞為前提。
確定合理的加工路線是制定合理的加工方案的關(guān)鍵。主要考慮下面四個(gè)方面:一是加工方法的選擇;二是加工工序的劃分;三是加工路線的確定;四是車削加工順序的安排。
因此,操作者應(yīng)該認(rèn)真分析圖樣,檢查構(gòu)成加工輪廓的幾何要素有無缺陷,分析尺寸公差,表面粗糙度要求及形狀和位置公差要求。圖樣上出現(xiàn)構(gòu)成加工輪廓的幾何要素?cái)?shù)據(jù)不充分,例如缺漏尺寸或尺寸封閉,造成數(shù)學(xué)處理難等問題,操作者都應(yīng)在與圖樣的設(shè)計(jì)人員或技術(shù)管理人員討論解決后才能進(jìn)行程序的編制工作,以減少或避免不必要的失誤,并針對(duì)不同的尺寸要求和表面粗糙度要求,安排先粗車再精車,先近后遠(yuǎn)或先內(nèi)后外等加工方案,結(jié)合數(shù)控車床的精度,合理選擇走刀路線,應(yīng)用到程序的編制中。
二、合理選擇對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)
對(duì)刀點(diǎn)用以確定工件坐標(biāo)系相對(duì)于機(jī)床坐標(biāo)系之間的關(guān)系,是與對(duì)刀基準(zhǔn)點(diǎn)相重合的位置。在編程時(shí),選擇對(duì)刀點(diǎn)的位置時(shí)應(yīng)注意以下四點(diǎn):一是要便于數(shù)學(xué)處理和簡化程序編制;二是工件在機(jī)床上找正容易,加工中檢查方便;三是該點(diǎn)的對(duì)刀誤差較小,引起的加工誤差最??;四是應(yīng)選擇在與機(jī)床約定機(jī)床間隙狀態(tài)相互適應(yīng)的位置上,避免在執(zhí)行其自動(dòng)補(bǔ)償時(shí)造成“反補(bǔ)償”。
對(duì)刀是數(shù)控加工中的前期操作,也是主要操作,編制加工程序時(shí),程序原點(diǎn)通常設(shè)定在對(duì)刀點(diǎn)的位置上。對(duì)刀點(diǎn)可以選擇在工件上,也可以選擇在工件外,但必須是與零件定位基準(zhǔn)有一定尺寸關(guān)系,并且,應(yīng)盡量方便操作者觀察測(cè)量與判斷,為了提高加工精度,對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量選擇在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。該點(diǎn)的位置可以由G92、G50等指令指定。
多刀加工需要換刀時(shí),應(yīng)設(shè)定換刀點(diǎn),即設(shè)定刀架轉(zhuǎn)位換刀的位置,通常該點(diǎn)設(shè)為一固定點(diǎn)以簡化程序,也可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定任意點(diǎn),但換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)定在工件和夾具的外部,原則是要確保刀架轉(zhuǎn)位時(shí)不會(huì)碰到工件和其他部件。
三、合理選擇工件的裝夾方法、刀具和切削用量
數(shù)控車床上工件的裝夾方法與普通車床大致相同,都要求合理地選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案。應(yīng)盡量選用已有的通用夾具,減少裝夾次數(shù),盡量做到在一次裝夾中能夠把零件上所有要加工的表面加工出來,工件定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)要盡量重合,減少定位誤差對(duì)尺寸精度的影響。在選用、調(diào)整或設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)當(dāng)遵循以下三條原則。
一是盡量選用組合夾具,可調(diào)整夾具等標(biāo)準(zhǔn)化、通用化夾具,避免采用專用夾具。
二是工件在機(jī)床裝夾時(shí)要快速、方便、可靠,找正容易,常采用氣動(dòng)、液壓夾具,目的是減少車削加工的輔助時(shí)間,提高生產(chǎn)效率。
三是零件上的部位要外露敞開,不能因?yàn)檠b夾工件而影響刀具進(jìn)給和切削加工。
在數(shù)控編程時(shí),合理選用刀具也是數(shù)控車削工藝的重要內(nèi)容,它包括刀具材料和刀具參數(shù)的選擇。它不僅影響機(jī)床的加工效率,而且直接影響加工質(zhì)量。選擇刀具通常要考慮工件材料、加工型面類型、機(jī)床剛性、機(jī)床加工能力、工序內(nèi)容等因素。例如,加工鑄鐵工件時(shí),應(yīng)選用硬質(zhì)合金類刀具;加工鋼料時(shí),應(yīng)選用硬質(zhì)合金類刀具。圓弧型車刀適應(yīng)于精度要求較高、批量大的大凸外圓曲面或凹曲面的車削。數(shù)控車削與普通車削的刀具選擇原則相似,但應(yīng)注意,數(shù)控車削加工對(duì)刀具要求更高,不僅要求精度高,剛性好,耐用度高,而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便,否則,難以滿足數(shù)控車削的加工要求,不能充分發(fā)揮數(shù)控車床的車削效率。
數(shù)控車床中的切削用量是表示機(jī)床主體的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度大小的重要參數(shù),包括切削深度,主軸轉(zhuǎn)速(切削速度)和進(jìn)給速度,并與普通車床加工中所要求的各切削用量基本一致。合理選擇車削用量的基本原則是:粗加工時(shí),一般以提高生產(chǎn)效率為主,但也要考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本;半精加工和精加工時(shí),應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下,兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本;具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書,切削用量手冊(cè),并結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)來確定。
四、制定補(bǔ)償方案
考慮到數(shù)控車床絲杠的機(jī)械間隙和刀具偏差、刀尖圓弧等因素對(duì)數(shù)控加工質(zhì)量的影響,在編制加工程序時(shí),制定合理的補(bǔ)償方案也是工藝處理中的重要環(huán)節(jié)。它包括機(jī)械間隙補(bǔ)償和刀位偏差補(bǔ)償。
1.機(jī)械間隙補(bǔ)償
機(jī)械間隙補(bǔ)償是通過儀表測(cè)試或試刀法測(cè)試,掌握數(shù)控車床的穩(wěn)定間隙后,有針對(duì)性地選擇具體的補(bǔ)償方案,根據(jù)不同零件的形狀、尺寸精度要求,制定簡便的、符合實(shí)際的補(bǔ)償方案。常用的方法有自動(dòng)補(bǔ)償法和編程補(bǔ)償法。
(1)自動(dòng)補(bǔ)償即利用機(jī)床的自動(dòng)補(bǔ)償功能,加工前在機(jī)床內(nèi)設(shè)置后,每次機(jī)床換向運(yùn)動(dòng)時(shí),均先自動(dòng)執(zhí)行,直到取消。這種方法簡單方便而且有效,應(yīng)用廣泛,但是應(yīng)注意當(dāng)機(jī)床使用了一段時(shí)間后,應(yīng)及時(shí)重新測(cè)量其間隙量,以防止因磨損影響加工質(zhì)量。
(2)在自動(dòng)補(bǔ)償不能滿足加工條件時(shí),例如要求表面粗糙度較高的X方向凸出的圓弧面的加工,顯然采用自動(dòng)補(bǔ)償會(huì)在圓弧面的頂端留下接刀痕跡而達(dá)不到質(zhì)量要求。此時(shí)我們可以采用編程補(bǔ)償?shù)霓k法,即將機(jī)械間隙大小相應(yīng)的數(shù)值直接加入到程序中,使車床運(yùn)動(dòng)實(shí)際上多運(yùn)動(dòng)了一個(gè)機(jī)械間隙量的距離。
另外還可以在編制加工程序時(shí),安排機(jī)床走刀路線從一個(gè)方向切入或切出來控制零件尺寸,避免出現(xiàn)換向產(chǎn)生的間隙誤差。這種方法只能用于部分零件或部分工序的
加工。
2.數(shù)控系統(tǒng)刀位偏差自動(dòng)補(bǔ)償功能
數(shù)控系統(tǒng)刀位偏差自動(dòng)補(bǔ)償功能即在換刀過程結(jié)束后,按在輔助程序段中所指定的補(bǔ)償方向和大小,對(duì)已處于加工位置的刀號(hào)自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償,使其刀位準(zhǔn)確到達(dá)對(duì)刀點(diǎn)位置。在操作時(shí),應(yīng)注意防止運(yùn)行補(bǔ)償時(shí)因計(jì)算或輸入錯(cuò)誤導(dǎo)致刀架碰到工件及其他部件。在利用刀具半徑自動(dòng)補(bǔ)償功能時(shí),只要將其刀具半徑按照系統(tǒng)的規(guī)定和程序格式要求,設(shè)定在輔助程序段中即可自動(dòng)補(bǔ)償。在數(shù)控車床中,除了較高級(jí)的數(shù)控系統(tǒng)具有刀具半徑補(bǔ)償外,大多數(shù)數(shù)控車床都不具備這一功能。
針對(duì)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床系統(tǒng)不具備半徑自動(dòng)補(bǔ)償功能的情況,在選用圓弧刀并制定相應(yīng)的加工方案時(shí),可以通過半徑編程補(bǔ)償?shù)霓k法滿足補(bǔ)償要求。
五、合理編制工藝文件
數(shù)控加工工藝文件是數(shù)控加工生產(chǎn)、產(chǎn)品驗(yàn)收的依據(jù),也是操作者要遵循、執(zhí)行的規(guī)范法則;同時(shí)也是產(chǎn)品零件重復(fù)生產(chǎn)在技術(shù)上工藝資料的積累和儲(chǔ)備。不同的數(shù)控機(jī)床和加工要求,工藝文件的內(nèi)容和格式有所不同,目前尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),各個(gè)企業(yè)根據(jù)自身特點(diǎn)制定相應(yīng)的工藝文件。加工工藝是否先進(jìn)、合理,將在很大程度上決定加工質(zhì)量的優(yōu)劣。企業(yè)中常用的數(shù)控加工工藝文件主要有數(shù)控加工工序卡、數(shù)控加工刀具卡、數(shù)控加工走刀路線圖、數(shù)控加工程序單等。
六、總結(jié)
數(shù)控加工工藝處理的好壞,不僅影響機(jī)床效率的發(fā)揮,而且將直接影響到零件的加工質(zhì)量。要掌握好數(shù)控車床的工藝處理環(huán)節(jié),不僅要掌握普通車床的工藝規(guī)程、切削知識(shí),還要求有扎實(shí)的加工工藝基礎(chǔ)知識(shí),對(duì)數(shù)控加工中工藝方案制定的各個(gè)方面要有比較全面的了解。而在數(shù)控車床的加工中,造成加工失誤或質(zhì)量、效益不盡如人意的主要原因,就是對(duì)工藝處理不夠周全,需要引起操作者高度重視。
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